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(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2016년06월01일
(11) 등록번호 10-1626694
(24) 등록일자 2016년05월26일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H05B 37/02 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2014-7018426
(22) 출원일자(국제) 2012년12월04일
심사청구일자 2014년07월03일
(85) 번역문제출일자 2014년07월03일
(65) 공개번호 10-2014-0102271
(43) 공개일자 2014년08월21일
(86) 국제출원번호 PCT/JP2012/007762
(87) 국제공개번호 WO 2013/108331
국제공개일자 2013년07월25일
(30) 우선권주장
JP-P-2012-007529 2012년01월17일 일본(JP)
(56) 선행기술조사문헌
JP2011254323 A*
JP2012004013 A*
KR1020020016182 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
일본 오사카후 오사카시 쥬오쿠 시로미 2-1-61
(72) 발명자
고토 기요시
일본 오오사카후 가도마시 오오아자 가도마 1006
반치 파나소닉 주식회사 내
구도 히로유키
일본 오오사카후 가도마시 오오아자 가도마 1006
반치 파나소닉 주식회사 내
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
한양특허법인
전체 청구항 수 : 총 7 항 심사관 : 금종민
(54) 발명의 명칭 2선식 조광 스위치
(57) 요 약
트라이액(11)을 주스위치 소자로 하는 주개폐 회로(10)와, 교류 전원(2)의 주파수를 검출하는 주파수 검출 회로
(17)와, 사이리스터를 보조 스위치 소자로 하여, 주스위치 소자가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게
하는 보조 개폐 회로(18)와, 사용자에 의해 조작되는 조광량 설정 회로(4)와, 주파수 검출 회로(17)의 검출 신호
(뒷면에 계속)
대 표 도
등록특허 10-1626694
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에 기초하여 교류 전원(2)의 주파수를 검출하고 전압 제로 크로스점을 추정하여, 제1 타이밍에 보조 개폐
회로(18)를 도통시키기 위한 구동 신호의 출력을 개시하고, 다음으로 추정된 전압 제로 크로스점에 대해 소정
시간 앞인 제2 타이밍에 구동 신호의 출력을 정지하는 제어 회로(16)를 구비한 2선식 조광 스위치로서, 부하 전
류치가 작고, 주개폐 회로(10)가 비도통이 되었을 때에, 보조 개폐 회로(18)에서 부하 전류를 계속 흐르게
한다. 그것에 의해, 조명 부하로서 LED 전구가 접속된 경우여도, LED 전구의 밝기를 안정시켜, 깜박거림이나
흔들림을 줄인다.
(72) 발명자
마츠우라 슈지
일본 오오사카후 가도마시 오오아자 가도마 1006반
치 파나소닉 주식회사 내
히라타 사토시
일본 오오사카후 가도마시 오오아자 가도마 1006반
치 파나소닉 주식회사 내
사사키 마이
일본 오오사카후 가도마시 오오아자 가도마 1006반
치 파나소닉 주식회사 내
등록특허 10-1626694
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명 세 서
청구범위
청구항 1
교류 전원 및 조명 부하에 대해 직렬로 접속되는 2선식 조광 스위치로서,
교류 전력이 입력되는 제1 접속 단자 및 제2 접속 단자와,
상기 제1 접속 단자 및 상기 제2 접속 단자 사이에 접속되며, 제1 반도체 스위치 소자를 주(主)스위치 소자로
하는 주개폐 회로와,
상기 제1 접속 단자 및 상기 제2 접속 단자 사이에, 상기 주개폐 회로와 병렬로 접속된 정류 회로와,
상기 정류 회로의 직류측에 접속되며, 상기 2선식 조광 스위치의 내부 전원을 확보하는 전원 회로와,
상기 정류 회로의 직류측에 접속되며, 상기 교류 전원의 주파수에 따라 소정의 검출 신호를 출력하는 주파수 검
출 회로와,
상기 정류 회로의 직류측에 접속되며, 제2 반도체 스위치 소자를 보조 스위치 소자로 하여, 상기 주스위치 소자
가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게 함과 함께, 상기 주스위치 소자를 도통시키기 위해 게이트 구
동 신호를 출력하는 보조 개폐 회로와,
사용자에 의해 조작되며, 상기 조명 부하의 밝기를 조절하기 위한 조광량을 설정하기 위한 조광량 설정 회로와,
제1 타이밍에 상기 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 구동 신호의 출력을 개시하고, 제2 타이밍에 상기 구동
신호의 출력을 정지하는 제어 회로를 구비한 2선식 조광 스위치이고,
상기 제어 회로는,
상기 조광량 설정 회로에 의해 설정된 조광량에 기초하여, 상기 제1 타이밍을 결정하고,
상기 주파수 검출 회로로부터 출력되는 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 교류 전원의 주파수를 검출하고, 상기
교류 전원의 전압 제로 크로스점을 추정하며,
추정된 전압 제로 크로스점에 기초하여, 상기 제1 타이밍에 상기 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 구동 신호
의 출력을 개시하고,
상기 추정된 전압 제로 크로스점의 다음으로 추정된 전압 제로 크로스점에 대해 소정 시간 앞인 제2 타이밍에
상기 구동 신호의 출력을 정지하며,
상기 보조 개폐 회로가 비도통이 되어, 상기 정류 회로로부터 출력되는 맥류가 상기 주파수 검출 회로에 전류하
면, 상기 주파수 검출 회로로부터의 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 교류 전원의 다음의 전압 제로 크로스점
을 추정하는 것을 특징으로 하는 2선식 조광 스위치.
청구항 2
청구항 1에 있어서,
상기 보조 개폐 회로로부터 출력되는 상기 게이트 구동 신호에 의해 도통되며, 상기 보조 개폐 회로가 도통된
후, 상기 주스위치 소자가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게 함과 함께, 상기 주스위치 소자를 도통
시키기 위한 구동 신호를 출력하는 준주(準主) 개폐 회로를 더 구비한 것을 특징으로 하는 2선식 조광 스위치.
청구항 3
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 주스위치 소자는 트라이액이며,
상기 보조 개폐 회로는, 상기 정류 회로의 직류측에 접속된 사이리스터를 보조 스위치 소자로 하는 것을 특징으
로 하는 2선식 조광 스위치.
등록특허 10-1626694
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청구항 4
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 주파수 검출 회로는, 상기 정류 회로로부터 출력된 맥류가 트랜지스터 소자의 베이스에 입력되도록 구성되
고, 교류 전원의 주파수에 따른 상기 소정의 검출 신호가 상기 제어 회로에 입력되는 것을 특징으로 하는 2선식
조광 스위치.
청구항 5
청구항 2에 있어서,
상기 준주 개폐 회로는 포토 트라이액 커플러를 스위치 소자로 하고, 상기 포토 트라이액 커플러의 이차측의 포
토 트라이액의 일방의 단자가 상기 주스위치 소자의 게이트 단자에 접속되고, 상기 포토 트라이액 커플러의 일
차측의 발광 다이오드가 상기 보조 개폐 회로와 직렬로 접속되며,
상기 포토 트라이액의 유지 전류치는 상기 트라이액의 유지 전류치보다 작고,
부하 전류치가 상기 트라이액의 유지 전류치 미만일 때는, 부하 전류는 상기 포토 트라이액을 통해 흐르고, 부
하 전류치가 상기 트라이액의 유지 전류치 이상으로 되면, 부하 전류는 상기 트라이액에 전류하는 것을 특징으
로 하는 2선식 조광 스위치.
청구항 6
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 조명 부하의 조광 제어를 개시할 때, 상기 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 최초의
구동 신호를, 상기 추정된 전압 제로 크로스점 부근의 소정의 타이밍에 출력하는 것을 특징으로 하는 2선식 조
광 스위치.
청구항 7
교류 전원 및 조명 부하에 대해 직렬로 접속되는 2선식 조광 스위치로서,
교류 전력이 입력되는 제1 접속 단자 및 제2 접속 단자와,
상기 제1 접속 단자 및 상기 제2 접속 단자 사이에 접속되며, 제1 반도체 스위치 소자를 주(主)스위치 소자로
하는 주개폐 회로와,
상기 제1 접속 단자 및 상기 제2 접속 단자 사이에, 상기 주개폐 회로와 병렬로 접속된 정류 회로와,
상기 정류 회로의 직류측에 접속되며, 상기 2선식 조광 스위치의 내부 전원을 확보하는 전원 회로와,
상기 정류 회로의 직류측에 접속되며, 상기 교류 전원의 주파수에 따라 소정의 검출 신호를 출력하는 주파수 검
출 회로와,
상기 정류 회로의 교류측에 접속되며, 상기 교류 전원의 극성에 따라 교호로 도통되는 2개의 사이리스터를 보조
스위치 소자로 하여, 상기 주스위치 소자가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게 함과 함께, 상기 주스
위치 소자를 도통시키기 위해 게이트 구동 신호를 출력하는 보조 개폐 회로와,
사용자에 의해 조작되며, 상기 조명 부하의 밝기를 조절하기 위한 조광량을 설정하기 위한 조광량 설정 회로와,
제1 타이밍에 상기 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 구동 신호의 출력을 개시하고, 제2 타이밍에 상기 구동
신호의 출력을 정지하는 제어 회로를 구비한 2선식 조광 스위치이고,
상기 제어 회로는,
상기 조광량 설정 회로에 의해 설정된 조광량에 기초하여, 상기 제1 타이밍을 결정하고,
상기 주파수 검출 회로로부터 출력되는 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 교류 전원의 주파수를 검출하고, 상기
교류 전원의 전압 제로 크로스점을 추정하며,
추정된 전압 제로 크로스점에 기초하여, 상기 제1 타이밍에 상기 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 구동 신호
등록특허 10-1626694
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의 출력을 개시하고,
상기 추정된 전압 제로 크로스점의 다음으로 추정된 전압 제로 크로스점에 대해 소정 시간 앞인 제2 타이밍에
상기 구동 신호의 출력을 정지하며,
상기 보조 개폐 회로가 비도통이 되어, 상기 정류 회로로부터 출력되는 맥류가 상기 주파수 검출 회로에 전류하
면, 상기 주파수 검출 회로로부터의 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 교류 전원의 다음의 전압 제로 크로스점
을 추정하는 것을 특징으로 하는 2선식 조광 스위치.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은, 조명 부하의 밝기를 조절하기 위한 2선식 조광 스위치에 관한 것이다. [0001]
배 경 기 술
종래부터, 백열 전구의 조광을 목적으로 하여, 트라이액 등의 반도체 스위치 소자를 이용한 조광 스위치가 실용[0002]
화되고 있다. 도 8은, 트라이액(51)을 이용한 2선식 조광 스위치(50)의 기본적인 회로 구성(제1 종래예)을 나
타낸다. 이 2선식 조광 스위치(50)는, 교류 전원(2)과 조명 부하(백열 전구)(3)에 직렬로 접속된다. 2선식 조
광 스위치(50)는, 트라이액(51), 트라이액(51)의 게이트 전극에 접속되며, 게이트 구동 신호를 입력하기 위한,
예를 들면 다이악(트리거 다이오드)(52), 사용자에 의해 조작되는 조작 부재에 접속된 가변 저항기(53), 고정
저항체(54), 콘덴서(55), 필터 소자(56) 등으로 구성되어 있다.
2선식 조광 스위치(50)에서는, 스위치(57)를 온 하면, 교류 전원(2)으로부터 가변 저항기(53)를 통하여 콘덴서[0003]
(55)가 충전되며, 콘덴서(55)의 양단 전압이 다이악(52)의 브레이크 오버 전압에 이르면 트라이액(51)이 도통한
다. 그리고, 트라이액(51)은, 교류 전원의 전압 제로 크로스점에서 소호(消弧)한다. 즉, 교류 전원의 반주기
마다, 다이악(52)에 의한 트라이액(51)의 트리거(도통)와 자기 소호(비도통)를 반복한다. 가변 저항기(53)의
저항치를 조절하여 트라이액(51)의 점호 기간을 위상 제어함으로써, 조명 부하(3)를 조광할 수 있다.
제1 종래예의 2선식 조광 스위치(50)는, 가변 저항기(53)의 저항치를 변화시킴으로써 조명 부하(3)를 조광하고[0004]
있기 때문에, 가변 저항기(53)에 의한 손실이 크다. 또, 가변 저항기(53)에 직접 교류 전원(2)의 전압이 걸리
기 때문에, 가변 저항기(53) 자체를 소형화할 수 없어, 2선식 조광 스위치(50)의 소형화도 한계가 있다. 또한,
동일한 교류 전원(2)에 접속되어 있는 다른 기기가 동작하면, 교류 전원(2)에 전압 변동이 발생하여, 조명 부하
(3)의 밝기가 순간적으로 변동한다.
상기 제1 종래예의 2선식 조광 스위치(50)의 문제점을 해결하기 위해, 일본국 특허공개 평11-67479호 공보에는,[0005]
반도체 스위치 소자를 도통시키는 타이밍, 즉 게이트 구동 신호를 출력하는 타이밍을, 마이크로 컴퓨터 등을 이
용하여 제어하는 조광 스위치가 제안되어 있다. 또한, 이 조광 스위치는 3선식이지만, 도 9는, 그것을 2선식
조광 스위치에 응용한 회로 구성(제2 종래예)을 나타낸다.
제2 종래예의 2선식 조광 스위치(60)에서는, 트라이액(61)의 게이트 전극에 포토 트라이액 커플러(62)의 이차측[0006]
포토 트라이액(63)이 접속되어 있다. 또, 트라이액(61)의 다른 전극 간에는 정류 회로(65)가 접속되며, 정류
회로(65)에 의해 전파 정류된 전력은 전원부(66)에 입력된다. 제어부(67)는, 전원부(66)에 의해 변환된 직류
전력에 의해 구동된다. 여기서, 정류 회로(65)에는 교류 전원(2)의 전압, 예를 들면 교류(AC) 100V가
인가된다. 한편, 제어부(67)는, 예를 들면 직류(DC) 3~6V로 구동된다. 포토 트라이액 커플러(62)는, 제어부
(67)와 반도체 스위치 소자(61)를 광절연하고 있다. 제어부(67)는, 사용자에 의해 조작되는 조작 부재에 접속
된 가변 저항기(68)의 저항치에 따라, 미리 룩업 테이블에 기억되어 있는 타이밍에 트랜지스터(69)를 도통시킨
다. 트랜지스터(69)가 도통하면, 포토 트라이액 커플러(62)의 일차측의 발광 다이오드(64)에 전류가 흘러, 이
차측 포토 트라이액(63)이 도통한다. 포토 트라이액 커플러(62)의 이차측 포토 트라이액(63)이 도통하면, 부하
전류가 흐르기 시작함과 함께, 트라이액(61)의 게이트 전압이 상승한다. 트라이액(61)의 게이트 전압이 역치
이상이 되면, 트라이액(61)이 도통하여, 교류 전원(2)으로부터 조명 부하(3)에 흐르는 전류는, 2선식 조광 스위
치(60) 내에서 포토 트라이액(63)으로부터 트라이액(61)에 전류(轉流)하여, 포토 트라이액(63)은 비도통이
된다.
최근, 백열 전구를 대체하기 위해 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 LED 전구가 실용화되고 있다. 그에 수[0007]
반하여, LED 전구 중에도 조광 가능한 것이 실용화되고 있다. 백열 전구는 저항체 그 자체인데 반해, LED 전구
등록특허 10-1626694
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는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 복수의 LED 소자와 그 구동 회로로 구성되어 있다. LED 구동 회로(70)는, 교
류 전력을 정류하는 정류 회로(71)와, 인덕터(72)와, 전력을 모아 두기 위한 버퍼 콘덴서(73)와, LED 어레이
(77)와, LED 어레이(77)에 병렬 접속된 콘덴서(76)와, LED 어레이(77)에 정전류를 흐르게 하기 위한 FET(Field
Effect Transistor)(75) 및 그 구동 IC(74) 등으로 구성되어 있다. 즉, LED 전구는, 부하로서는 다이오드나
IC로 구성된 전자 회로이다. 도 11(a)는, 교류 전원의 1/2 주기에 있어서의 백열 전구의 부하 전압과 부하 전
류의 파형을 나타내고, 도 11(b)는 LED 전구의 부하 전압과 부하 전류의 파형을 나타낸다. 백열 전구는 역률이
1이며, 전압과 전류는 거의 동일한 파형을 나타낸다. 그에 반해, LED 전구의 경우, 부하 전류는 주로 콘덴서
(73)를 충전하기 위한 것이며, 트라이액의 도통과 동시에 순간적으로 큰 값을 나타내지만, 곧바로 작아진다.
이러한 특성을 나타내는 LED 전구를 제1 종래예의 2선식 조광 스위치(50)로 조광 제어하려고 하면, 이하와 같은[0008]
문제점이 발생한다. 도 12는 LED 전구를 제1 종래예의 2선식 조광 스위치(50)로 조광 제어한 경우의 문제점을
나타낸다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 트라이액(51)이 도통하면, 순간적으로 큰 부하 전류가 흐르지만, 곧바
로 작아진다. 부하 전류의 값이 트라이액(51)의 유지 전류 미만이 되면, 트라이액(51)이 자기 소호되어 비도통
이 되어 버린다. 트라이액(51)이 비도통이 되면 콘덴서(73)의 전압이 내려가고, 구동 IC(74)는 FET(75)에 흐르
는 전류를 작게 하도록 제어한다. 그렇게 하면, LED 어레이(77)에 흐르는 전류가 적어져, LED 전구의 밝기가
저하된다. 또, 교류 전원(2)에 중첩되는 노이즈의 영향에 의해 일시적으로 부하 전류가 작아지거나, 도 13에
나타내는 바와 같이, 동일한 교류 전원(2)에 접속되어 있는 다른 기기의 동작에 의해 교류 전원(2)에 전압 변동
이 발생하면, LED 전구의 밝기가 저하된다.
한편, 제2 종래예의 2선식 조광 스위치(60)의 경우, 포토 트라이액 커플러(62)의 이차측의 포토 트라이액(63)에[0009]
전류를 계속 흐르게 하면, 부하 전류를 계속 흐르게 할 수 있다. 그런데, 포토 트라이액(63)에는 수mA~수십mA
의 전류가 흐르기 때문에, 장시간 도통을 유지하려면 많은 전력을 소비한다. 특히, LED 전구는 실질적으로 상
기와 같은 전자 회로 그 자체이며 소비 전력이 적기 때문에, 2선식 조광 스위치(60)측에서 많은 전력을 소비하
면 제어 불능에 빠질 가능성이 있다.
본 발명은, 상기 종래예의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 조명 부하로서 LED 전구가 접속된 경우여도,[0010]
LED 전구의 밝기를 안정시켜, 깜박거림이나 흔들림이 적은 2선식 조광 스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명에 관련된 2선식 조광 스위치는, 교류 전원 및 조명 부하에 대해 직렬로 접속되며, [0011]
교류 전력이 입력되는 제1 접속 단자 및 제2 접속 단자와, [0012]
상기 제1 접속 단자 및 상기 제2 접속 단자 사이에 접속되며, 제1 반도체 스위치 소자를 주(主)스위치 소자로[0013]
하는 주개폐 회로와,
상기 제1 접속 단자 및 상기 제2 접속 단자 사이에 접속된 정류 회로와, [0014]
상기 정류 회로의 직류측에 접속되며, 상기 2선식 조광 스위치의 내부 전원을 확보하는 전원 회로와, [0015]
상기 정류 회로의 직류측에 접속되며, 상기 교류 전원의 주파수를 검출하기 위한 소정의 검출 신호를 출력하는[0016]
주파수 검출 회로와,
상기 정류 회로의 직류측 또는 교류측에 접속되며, 제2 반도체 스위치 소자를 보조 스위치 소자로 하여, 상기[0017]
주스위치 소자가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게 함과 함께, 상기 주스위치 소자 또는 그 외의 반
도체 스위치 소자를 도통시키기 위해 게이트 구동 신호를 출력하는 보조 개폐 회로와,
사용자에 의해 조작되며, 상기 조명 부하의 밝기를 조절하기 위한 조광량을 설정하기 위한 조광량 설정 회로와, [0018]
상기 주파수 검출 회로로부터 출력되는 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 교류 전원의 주파수를 검출하고, 상기[0019]
교류 전원의 전압 제로 크로스점을 추정하여, 상기 조광량 설정 회로에 의해 설정된 조광량 및 추정된 전압 제
로 크로스점에 기초하여 결정되는 제1 타이밍에 상기 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 구동 신호의 출력을 개
시하고, 상기 추정된 전압 제로 크로스점의 다음으로 추정된 전압 제로 크로스점에 대해 소정 시간 앞인 제2 타
이밍에 상기 구동 신호의 출력을 정지하는 제어 회로를 구비한 것을 특징으로 한다.
등록특허 10-1626694
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과제의 해결 수단
또, 상기 보조 개폐 회로로부터 출력되는 상기 게이트 구동 신호에 의해 도통되며, 상기 보조 개폐 회로가 도통[0020]
된 후, 상기 주스위치 소자가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게 함과 함께, 상기 주스위치 소자를
도통시키기 위한 구동 신호를 출력하는 준주(準主) 개폐 회로를 더 구비한 것이 바람직하다.
또, 상기 주스위치 소자는 트라이액이며, [0021]
상기 보조 개폐 회로는, 상기 정류 회로의 직류측에 접속된 사이리스터를 보조 스위치 소자로 하는 것이 바람직[0022]
하다.
또는, 상기 주스위치 소자는 트라이액이며, [0023]
상기 보조 개폐 회로는, 상기 정류 회로의 교류측에 접속되며, 상기 교류 전원의 극성에 따라 교호로 도통되는[0024]
2개의 사이리스터를 보조 스위치 소자로 하는 것이 바람직하다.
또, 상기 준주 개폐 회로는 포토 트라이액 커플러를 스위치 소자로 하고, 상기 포토 트라이액 커플러의 이차측[0025]
의 포토 트라이액이 상기 주스위치 소자와 병렬로 접속됨과 함께, 일방의 단자가 상기 주스위치 소자의 게이트
단자에 접속되고, 상기 포토 트라이액 커플러의 일차측의 발광 다이오드가 상기 보조 개폐 회로와 직렬로 접속
되며,
상기 포토 트라이액의 유지 전류치는 상기 트라이액의 유지 전류치보다 작은 것이 바람직하다. [0026]
상기 제어 회로는, 상기 조명 부하의 조광 제어를 개시할 때, 상기 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 최초의[0027]
구동 신호를, 상기 추정된 전압 제로 크로스점 부근의 소정의 타이밍에 출력하는 것이 바람직하다.
발명의 효과
상기 2선식 조광 스위치에 의하면, 주스위치 소자가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게 함과 함께,[0028]
주스위치 소자 또는 그 외의 반도체 스위치 소자를 도통시키기 위해 게이트 구동 신호를 출력하는 보조 개폐 회
로를 구비하고, 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 구동 신호가 조광량 설정 회로에 의해 설정된 조광량 및 전
압 제로 크로스점에 기초하여 결정되는 제1 타이밍부터 다음의 전압 제로 크로스점에 대해 소정 시간 앞인 제2
타이밍까지의 동안 계속 출력되어, 보조 개폐 회로는 도통 상태가 유지된다. 그 때문에, 조명 부하가 LED 전구
이며, 부하 전류가 보조 개폐 회로 등으로부터 주개폐 회로에 전류한 후, 부하 전류치가 주스위치 소자의 유지
전류 미만이 되어, 주개폐 회로가 비도통이 되었다고 해도, 보조 개폐 회로 등을 통하여 부하 전류를 계속 흐르
게 할 수 있다. 그 결과, LED 전구의 밝기를 안정시켜, 깜박거림이나 흔들림을 작게 할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 제1 실시의 형태에 관련된 2선식 조광 스위치의 구성을 나타내는 회로도. [0029]
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 LED 전구의 부하 전압, 부하 전류 및 보조 개폐 회로의 사이리스터를 도통시
키기 위한 게이트 구동 신호의 파형도.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서, 다른 기기에 의한 부하 전류의 영향을 나타내는 LED 전구의 부하 전압, 부하
전류 및 보조 개폐 회로의 사이리스터를 도통시키기 위한 게이트 구동 신호의 파형도.
도 4는 본 발명의 제2 실시의 형태에 관련된 2선식 조광 스위치의 구성을 나타내는 회로도.
도 5는 본 발명의 제3 실시의 형태에 관련된 2선식 조광 스위치의 구성을 나타내는 회로도.
도 6은 본 발명의 제4 실시의 형태에 관련된 2선식 조광 스위치의 구성을 나타내는 회로도.
도 7은 본 발명의 제5 실시의 형태에 관련된 2선식 조광 스위치의 제어 방법에 있어서의 각 부의 파형도.
도 8은 제1 종래예에 관련된 2선식 조광 스위치의 구성을 나타내는 회로도.
도 9는 제2 종래예에 관련된 2선식 조광 스위치의 구성을 나타내는 회로도.
도 10은 일반적인 LED 전구의 구동 회로의 구성을 나타내는 회로도.
도 11은 백열 전구와 LED 전구의 부하 전압 및 부하 전류의 차이를 나타내는 도.
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도 12는 종래의 2선식 조광 스위치에 있어서, 부하 전류치가 트라이액의 유지 전류치 미만이 되었을 때에 트라
이액이 자기 소호하는 모습을 나타내는 도.
도 13은 종래의 2선식 조광 스위치에 있어서, 동일한 교류 전류에 접속되어 있는 다른 기기의 부하 전류에 의해
LED 전구의 부하 전압이 변동하는 모습을 나타내는 도.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
(제1 실시 형태)[0030]
본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치에 대해서 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태에 관련된 2[0031]
선식 조광 스위치(1A)의 회로 구성을 나타낸다. 2선식 조광 스위치(1A)는, 교류 전원(2) 및 조명 부하(3)에 대
해 직렬로 접속된다. 2선식 조광 스위치(1A)의 조광용 가변 저항기(4)와 일체적으로 조명 부하(3)의 점등 및
소등을 제어하는 스위치(5)를 구비하고 있어도 되고, 스위치(5)가 따로 설치되어 있어도 된다. 이하의 설명에
있어서는, 스위치(5)를 2선식 조광 스위치(1A)와는 따로 설치한 경우를 예시한다.
2선식 조광 스위치(1A)의 제1 접속 단자(1a) 및 제2 접속 단자(1b)는, 교류 전원(2) 또는 조명 부하(3)와 스위[0032]
치(5)에 접속된다. 제1 접속 단자(1a)와 제2 접속 단자(1b) 사이에는, 트라이액 등의 제1 반도체 스위치 소자
를 주스위치 소자(11)로 하는 주개폐 회로(10)가 접속되어 있다. 또, 주개폐 회로(10)와 병렬로, 제1 접속 단
자(1a)와 제2 접속 단자(1b) 사이에는 정류 회로(12)가 접속되며, 정류 회로(12)에는 이 2선식 조광 스위치(1
A)의 내부 전력을 확보하기 위한 전원 회로(13)가 접속되어 있다. 전원 회로(13)는, 달링톤 접속된 제1 트랜지
스터 소자(13a) 및 제2 트랜지스터 소자(13b)와, 제2 트랜지스터 소자(13b)의 베이스에 접속된 제너 다이오드
(13c) 및 저항체(13d) 등으로 구성된 스위칭 회로와, 마이크로 프로세서 등으로 구성된 제어 회로(16)에 직류의
정전압 전력을 공급하기 위한 정전압 회로(3단자 레귤레이터 등)(14) 및 버퍼 콘덴서(15) 등이 포함된다.
스위치(5)가 온 되면, 정류 회로(12)에 의해 정류된 맥류가 전원 회로(13)에 입력되며, 제너 다이오드(13c)의[0033]
제너 전압에 의해 출력 전압이 지배된 전력이 전원 회로로부터 출력된다. 이 전력은, 버퍼 콘덴서(15)를 충전
함과 함께, 정전압 회로(14)에 의해 소정의 전압(예를 들면, 3V)으로 강압되어, 제어 회로(16)에 공급된다. 여
기서, 전원 회로(13)의 저항체(13d)의 저항치를, 제2 트랜지스터 소자(13b)가 동작하기 위해 필요한 전류가 흐
르는 정도로 높은 값으로 하면, 제너 다이오드(13c)를 통하여 그라운드에 흐르는 전류치를 낮게 억제할 수
있어, 전력 손실의 저감을 도모할 수 있다.
정류 회로(12)의 직류측 출력 단자에는, 교류 전원(2)의 주파수를 검출하기 위한 주파수 검출 회로(17)가 접속[0034]
되며, 주파수 검출 회로(17)로부터 출력되는 소정의 검출 신호가 제어 회로(16)에 입력된다. 또, 정류 회로
(12)의 직류측 출력 단자에는, 주개폐 회로(10)의 주스위치 소자(11)가 도통할 때까지의 동안 또는 주스위치 소
자(11)가 도통하지 않을 때에 조명 부하(3)에 전류를 흐르게 하기 위한 사이리스터 등의 제2 반도체 스위치 소
자를 보조 스위치 소자로 하는 보조 개폐 회로(18)가 접속되어 있다. 제어 회로(16)에는, 사용자에 의해 조작
되는 가변 저항기 등으로 구성된 조광량 설정 회로(4)가 접속되어 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 필요에
따라, 주스위치 소자를 트라이액(11)과, 보조 개폐 회로 또는 보조 스위치 소자를 사이리스터(18)로 칭한다.
주파수 검출 회로(17)는, 정류 회로(12)로부터 출력된 맥류가 트랜지스터 소자(17a)의 베이스에 입력되도록 구[0035]
성되며, 교류 전원(2)의 주파수에 따라 주파수 검출 회로(17)로부터 소정의 검출 신호가 제어 회로(16)에 입력
된다. 제어 회로(16)는, 주파수 검출 회로(17)의 검출 신호로부터 교류 전원(2)의 주파수(50Hz 또는 60Hz)의
검출 및 그에 기초하여 전압 제로 크로스점을 추정한다. 그리고, 검출한 주파수 및 추정한 전압 제로 크로스점
등에 기초하여 사이리스터(18)의 게이트 단자에 게이트 구동 신호를 입력한다. 도 2는, 조명 부하(3)로서 LED
전구를 이용한 경우의 교류 전원(2)의 1/2 주기에 있어서의 부하 전압, 부하 전류 및 게이트 구동 신호의 각 파
형을 나타낸다. 게이트 구동 신호의 상승(사이리스터(18)가 도통하는 제1 타이밍)은, 조광량 설정 회로(가변
저항기)(4)의 저항치에 기초하여, 제어 회로(16)에 미리 기억되어 있는 룩업 테이블을 검색함으로써 결정된다.
게이트 구동 신호의 하강(사이리스터(18)가 비도통이 되는 제2 타이밍)은, 교류 전원(2)의 전압 제로 크로스점
으로부터 소정 시간 Δt(예를 들면 1ms)만큼 앞에 설정되어 있다. 이 소정의 시간 Δt는, 예를 들면 제어 회로
(16)가 주파수 검출 회로(17)로부터의 검출 신호에 기초하여 다음의 전압 제로 크로스점을 추정하는데 충분한
시간이다.
다음에, 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1A)의 구체적인 동작에 대해서 설명한다. 스위치(5)가 오[0036]
프 상태에서는, 버퍼 콘덴서(15)의 전하는 거의 방전되어 있어, 제어 회로(16)는 기능하고 있지 않다고 생각할
수 있다. 여기서, 스위치(5)가 온 되면, 정류 회로(12)로부터, 예를 들면 전파 정류된 맥류가 출력된다. 그에
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따라, 버퍼 콘덴서(15)가 충전됨과 함께, 정전압 회로(14)로부터 직류 전력이 제어 회로(16)에 공급되어, 제어
회로(16)가 기동한다. 이것과 병행하여, 주파수 검출 회로(17)로부터 검출 신호가 제어 회로(16)에
입력되므로, 제어 회로(16)는 교류 전원(2)의 주파수의 검출 및 그 전압 제로 크로스점을 추정한다. 그리고,
제어 회로(16)는, 조광량 설정 회로(가변 저항기)(4)의 저항치에 기초하여 제1 타이밍에 게이트 구동 신호의 출
력을 개시한다(게이트 구동 신호를 상승시킨다). 게이트 구동 신호가 사이리스터(18)의 게이트 단자에 입력되
면, 사이리스터(18)가 도통하여, 조명 부하(3)에 전류가 흐르기 시작한다. 또, 사이리스터(18)에 흐르는 전류
는, 트라이액(11)의 게이트 전극에도 흐르므로, 그 전압 및 전류가 트라이액(11)의 게이트 전압 역치 및 턴온
전류 이상이 되면 트라이액(11)이 도통하여, 부하 전류는 사이리스터(18)로부터 트라이액(11)에 전류한다. 트
라이액(11)이 도통하면, 정류 회로(12)에는 거의 전류가 흐르지 않고, 사이리스터(18), 전원 회로(13) 및 주파
수 검출 회로(17)에는 거의 전류가 흐르지 않는다. 전원 회로(13)에 전류가 흐르지 않게 되면, 버퍼 콘덴서
(15)로부터 전력의 방전이 개시되고, 그에 따라 제어 회로(16)의 구동 전력이 확보된다. 이때, 사이리스터(1
8)의 게이트 전극에는, 제어 회로(16)로부터 게이트 구동 신호가 계속 입력되고 있으므로, 사이리스터(18)는 도
통 상태에 있다.
조명 부하(3)가 LED 전구인 경우, 상기 서술한 바와 같이 사이리스터(18) 또는 트라이액(11)의 도통과 동시에,[0037]
부하 전류는 순간적으로 큰 값을 나타내지만, 곧바로 작아진다. 그리고, 부하 전류의 값이 트라이액(11)의 유
지 전류 미만이 되면, 트라이액(11)이 자기 소호되어 비도통이 되어 버리지만, 사이리스터(18)가 도통하고 있으
므로, 부하 전류는 사이리스터(18)를 통하여 계속 흐른다. 그리고, 제어 회로(16)는, 교류 전원(2)의 전압 제
로 크로스점으로부터 소정 시간 Δt만큼 앞인 제2 타이밍에 게이트 구동 신호의 출력을 정지한다(게이트 구동
신호를 하강시킨다). 이 단계에서는, 부하 전류는 거의 흐르고 있지 않으며, 사이리스터(18)가 비도통이 되어
도, 조명 부하(3)의 밝기의 변화는 거의 발생하지 않는다. 사이리스터(18)가 비도통이 되면, 정류 회로(12)로
부터 출력되는 맥류는 사이리스터(18)로부터 전원 회로(13) 및 주파수 검출 회로(17)에 전류하므로, 제어 회로
(16)는, 주파수 검출 회로(17)로부터의 검출 신호에 기초하여 교류 전원(2)의 다음의 전압 제로 크로스점을 추
정할 수 있어, 추정한 전압 제로 크로스점을 기준으로 하여, 다음의 게이트 구동 신호의 출력을 개시하는 타이
밍을 제어할 수 있다.
이와 같이, 2선식 조광 스위치(1A)는, 주개폐 회로(10)의 주스위치 소자(트라이액)(11)가 도통할 때까지의 동안[0038]
또는 주스위치 소자(11)가 도통하고 있지 않을 때에 조명 부하(3)에 전류를 흐르게 하기 위한 보조 개폐 회로
(사이리스터)(18)를 구비하고 있으므로, 부하 전류의 값이 트라이액(11)의 유지 전류 미만이 되어, 트라이액
(11)이 비도통이 되어도, 사이리스터(18)가 도통하고 있으므로, 부하 전류는 사이리스터(18)를 통하여 계속 흐
른다. 그 결과, LED 전구의 밝기가 안정되어, 육안으로 알 수 있는 깜박거림이나 흔들림은 거의 발생하지 않는
다. 또, 부하 전류의 최대치가 트라이액(11)의 유지 전류 미만인 경우여도, 보조 개폐 회로(사이리스터)(18)를
통하여 부하에 전류를 계속 흐르게 할 수 있다. 또한, 사이리스터(18)의 게이트 전극에 입력하는 게이트 구동
신호를, 교류 전원(2)의 전압 제로 크로스점으로부터 소정 시간 Δt만큼 앞인 제2 타이밍에 정지시킴으로써, 교
류 전원(2)의 다음의 전압 제로 크로스점을 정확하게 추정할 수 있다. 또, 도 3에 나타내는 바와 같이, 동일한
교류 전원(2)에 접속되어 있는 다른 기기가 동작했다고 해도, 사이리스터(18)를 통하여 부하 전류가 계속 흐르
므로, 조명 부하(3)의 밝기는 거의 변화하지 않는다. 또, 부하 전압 파형도 그다지 변화하지 않는다. 또한,
트라이액(11)으로서는, 특히 그 유지 전류치가 작은 것을 선택하여 사용하는 것은 말할 필요도 없다.
(제2 실시 형태)[0039]
본 발명의 제2 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치에 대해서 설명한다. 도 4는, 제2 실시 형태에 관련된 2[0040]
선식 조광 스위치(1B)의 회로 구성을 나타낸다. 2선식 조광 스위치(1B)는, 상기 제1 실시 형태에 관련된 2선식
조광 스위치(1A)에, 준주 개폐 회로로서 포토 트라이액 커플러(20)를 추가한 것이다. 포토 트라이액 커플러
(20)의 이차측 포토 트라이액(21)이 주개폐 회로(트라이액)(11)에 접속되며, 일차측 발광 다이오드(22)가 보조
개폐부(사이리스터)(18)에 직렬 접속되어 있다. 그 외의 구성은 동일하다. 이 포토 트라이액(21)으로서, 그
유지 전류치가 주개폐 회로의 트라이액(11)의 유지 전류치보다 작은 것이 선택되어 있다.
다음에, 제2 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1B)의 구체적인 동작에 대해서, 차이점을 중심으로 설명한[0041]
다. 교류 전원(2)의 전압 제로 크로스점에 있어서 트라이액(11) 및 포토 트라이액(21)이 소호하면, 정류 회로
(12)에 전류가 흐르고, 그 후 소정의 제1 타이밍에 사이리스터(18)의 게이트 단자에 게이트 구동 신호가 입력되
고, 사이리스터(18)가 도통하여, 부하 전류가 사이리스터(18)를 통하여 흐른다. 이 때, 포토 트라이액 커플러
(20)의 일차측 발광 다이오드(22)가 발광하고, 이차측 포토 트라이액(21)의 게이트 단자에 게이트 구동 신호가
입력되며, 포토 트라이액(21)이 도통한다. 포토 트라이액(21)이 도통하면, 부하 전류는 포토 트라이액(21)에
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전류한다. 여기서, 부하 전류치가 작고, 주개폐 회로의 트라이액(11)의 유지 전류치 미만일 때는, 주개폐 회로
의 트라이액(11)은 도통하지 않고, 부하 전류는 그대로 준주 개폐 회로인 포토 트라이액(21)을 통과하여
흐른다. 한편, 부하 전류치가 크고, 주개폐 회로의 트라이액(11)의 유지 전류치 이상이 되면, 주개폐 회로의
트라이액(11)이 도통하여, 부하 전류는 트라이액(11)에 전류한다. 조명 부하(3)가 LED 전구인 경우, 부하 전류
의 값이 트라이액(11)의 유지 전류 미만이 되면, 트라이액(11)이 자기 소호되어 비도통이 되어 버리지만, 사이
리스터(18)가 도통하여, 부하 전류는 사이리스터(18)에 일시적으로 전류한다. 그리고, 포토 트라이액 커플러
(20)의 일차측 발광 다이오드(22)가 발광하고, 이차측 포토 트라이액(21)이 도통하여, 부하 전류는 포토 트라이
액(21)에 전류한다. 포토 트라이액(21)의 유지 전류치는, 상기와 같이 트라이액(11)의 유지 전류치보다 작기
때문에, 부하 전류를 안정되게 계속 흐르게 할 수 있다.
제2 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1B)는, 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1A)와 비교하여,[0042]
준주 개폐 회로로서 포토 트라이액 커플러(20)가 추가되어 있기 때문에, 약간 구조가 복잡하고, 그 만큼 비용
상승의 요인이 된다. 그렇지만, 트라이액(11)이 비도통이 된 후에도, 부하 전류는, 오로지 정류 회로(12)보다
상류측(교류측)의 포토 트라이액(21)을 흐르기 때문에, 즉, 부하 전류는 다이오드 브릿지를 통과하지 않기 때문
에, 다이오드 브릿지에 의한 손실이 없어진다. 그 결과, LED 전구의 밝기의 변화가 매우 작아져, 육안으로 알
수 있는 깜박거림이나 흔들림은 거의 발생하지 않는다.
(제3 실시 형태)[0043]
본 발명의 제3 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치에 대해서 설명한다. 도 5는, 제3 실시 형태에 관련된 2[0044]
선식 조광 스위치(1C)의 회로 구성을 나타낸다. 2선식 조광 스위치(1C)는, 상기 제1 실시 형태에 관련된 2선식
조광 스위치(1A)에 있어서, 2개의 보조 개폐 회로(사이리스터)(18a 및 18b)를 설치하여, 각각의 사이리스터의
애노드를 정류 회로(12)의 교류측에, 캐소드를 정류 회로(12)의 직류측 마이너스 단자에 접속한 것이다. 제어
회로(16)로부터 출력되는 게이트 구동 신호는, 다이오드(25a 및 25b)에서 분기되어, 각 사이리스터(18a 및 18
b)의 게이트 단자에 입력된다. 즉, 교류 전원(2)의 극성에 따라 2개의 사이리스터(18a 및 18b) 중 어느 하나가
보조 개폐 회로로서 사용된다. 그 외의 구성 및 동작은 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1A)와 동일
하다.
제3 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1C)는, 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1A)와 비교하여,[0045]
보조 개폐 회로를 구성하는 사이리스터, 저항 및 콘덴서가 추가되어 있기 때문에, 약간 구조가 복잡하고, 그 만
큼 비용 상승의 요인이 된다. 그렇지만, 트라이액(11)이 비도통이 된 후, 부하 전류는, 정류 회로(12)를 구성
하는 다이오드 1개를 통과하지 않기 때문에, 그 만큼 손실이 적어진다. 조명 부하(3)가 LED 전구인 경우, 부하
전류치가 매우 작기 때문에, 다이오드 1개 분의 손실이라도 적을수록, 보다 LED 전구의 깜박거림이나 흔들림을
작게 할 수 있다.
(제4 실시 형태)[0046]
본 발명의 제4 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치에 대해서 설명한다. 도 6은, 제4 실시 형태에 관련된 2[0047]
선식 조광 스위치(1D)의 회로 구성을 나타낸다. 2선식 조광 스위치(1D)는, 제2 실시 형태에 관련된 2선식 조광
스위치(1B)와 제3 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1C)의 특징을 조합한 것이며, 준주 개폐 회로로서 포
토 트라이액 커플러(20)와, 2개의 보조 개폐 회로(사이리스터)(18a 및 18b)를 구비하고 있다. 제4 실시 형태에
관련된 2선식 조광 스위치(1D)에서는, 제3 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1C)와 마찬가지로, 부하 전류
가 사이리스터(18a 또는 18b)를 흐를 때에 정류 회로(12)를 구성하는 다이오드 1개를 통과하지 않기 때문에, 그
만큼 손실이 적어진다. 그 때문에, 제2 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1B)와 비교하여, 부하 전류가
사이리스터(18a 또는 18b)로부터 포토 트라이액(21)에 전류할 때의 전압 변동이 작아져, 조명 부하(3)에 안정된
전력을 공급할 수 있다. 또, 그 결과, LED 전구의 밝기의 변화가 더 작아져, 깜박거림이나 흔들림은 거의 발생
하지 않는다.
(제5 실시 형태)[0048]
상기 제1 내지 제4 실시 형태는 2선식 조광 스위치의 구조에 관한 것이었지만, 제5 실시 형태는, 상기 어느 하[0049]
나의 2선식 조광 스위치(1A~1D)에 있어서의 제어 방법에 관한 것이다. 2선식 조광 스위치(1A~1D) 및 도 10에
나타내는 LED 전구의 구동 회로(70)는, 모두 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 버퍼 콘덴서에 전력을 축적
하는 회로 구성을 가지고 있다. 그 때문에, 예를 들면 스위치(5)가 장시간 오프 되어 있었을 때는, 어느 버퍼
콘덴서도 방전되어, 전력은 남아 있지 않다고 생각할 수 있다. 스위치(5)를 온 하면, 2선식 조광 스위치
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(1A~1D)가 기동하여, 제어 회로(16)가 게이트 구동 신호를 출력함으로써 조명 부하(3)에 전력의 공급이 개시된
다. 조명 부하(3)가 LED 전구인 경우, 전력의 공급이 개시되어도 구동 회로(70)가 기동하고 있지 않기 때문에,
정상 점등 시와는 상이한 동작 및 임피던스 특성을 나타낸다. 즉, LED 전구의 구동 회로(70)에 전력의 공급이
개시되면, 최초로 버퍼 콘덴서(73)가 충전된다. 그 때문에, LED 전구의 기동 시에는, 이 버퍼 콘덴서(73)의 용
량 성분이 지배적인 임피던스 특성을 나타낸다. 그리고, 교류 전원(2)의 전압이 비교적 높을 때에 LED 전구의
구동 회로(70)에 전류가 흐르기 시작하면, 버퍼 콘덴서(73)가 급속히 충전되어, 2선식 조광 스위치(1A~1D)와
LED 전구의 구동 회로(70) 사이에서 큰 역률 차이가 발생한다.
역률이 크게 상이한 임피던스 간에서는, 각각 인가되는 전압의 위상이 교류 전원(2)의 위상과 상이하며, 예를[0050]
들면 교류 전원(2)의 전압이 100V일 때에 부하 전압이 -30V이었다고 하면, 2선식 조광 스위치(1A~1D)의 접속 단
자 1a와 1b 사이의 전압(스위치간 전압으로 한다)은 130V가 된다. 즉, 교류 전원(2)의 전압 제로 크로스점과 2
선식 조광 스위치(1A~1D)의 스위치간 전압 제로 크로스점은 상이하다. 2선식 조광 스위치(1A~1D)는, 본래 교류
전원(2)의 전압 제로 크로스점을 기준으로 하여 제어를 행하는 것을 목적으로 하고 있지만, 상기 제어 회로(1
6)는, 주파수 검출 회로(17)의 출력으로부터 스위치간 전압 제로 크로스점을 추정하여 조광 제어를 행하고
있다. 그 때문에, 교류 전원(2)의 전압 제로 크로스점과는 상이한 타이밍에 제어를 행하면(게이트 구동 신호를
출력한다), 본래가 안정된 조광 제어를 할 수 없게 될 가능성이 있다.
도 7은, 제5 실시 형태에 관련된 제어 방법에 따르는 각 부의 파형을 나타낸다. 조광을 개시할 때까지는, 교류[0051]
전원(2)의 전압 파형의 위상과 2선식 조광 스위치(1A~1D)의 스위치간 전압 파형의 위상은 일치하고 있다. 제5
실시 형태에 관련된 제어 방법에서는, 조명 부하(3)의 조광 제어 개시에 있어서, 제어 회로(16)로부터 보조 개
폐 회로의 사이리스터(18)에 게이트 단자에 입력하는 최초의 게이트 구동 신호를, 주파수 검출 회로(17)의 출력
으로부터 추측한 스위치간 전압 제로 크로스점 부근(예를 들면, 스위치간 전압 제로 크로스점에 대해 ±수ms 이
내)에서 출력한다. 최초의 게이트 구동 신호를 출력하는 타이밍은, 반드시 전압 제로 크로스점의 앞일 필요는
없고, 전압 제로 크로스점을 지나고 나서여도 된다. 그렇게 함으로써, 교류 전원(2)의 전압이 낮은 레벨로부터
LED 전구의 구동 회로(70)의 버퍼 콘덴서(73)의 충전을 개시할 수 있다. 이와 같이, LED 전구의 구동 회로(7
0)로의 전력 공급을 전압 제로 크로스점(0V) 부근으로부터 개시함으로써, 2선식 조광 스위치(1A~1D)와 LED 전구
의 구동 회로(70)의 임피던스 변화가 급격한 것은 되지 않으며, 교류 전원(2)의 1/2 주기의 전력을 2선식 조광
스위치(1A~1D)와 LED 전구의 구동 회로(70)에서 서로 나눌 수 있다. 또, 2선식 조광 스위치(1A~1D)와 LED 전구
의 구동 회로(70) 사이에서 큰 역률 차이는 발생하지 않기 때문에, 안정된 조광 제어를 행할 수 있다.
또한, 상기 설명에 있어서, 주스위치 소자로서 단일의 쌍방향 반도체 스위치 소자인 트라이액을 예시했지만, 그[0052]
것에 한정되는 것이 아니며, 트라이액과 마찬가지로 쌍방향에 전류를 흐르게 할 수 있는 구조의 것이면 되고,
예를 들면 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)나 FET를 역병렬 접속한 것 등이어도 된다.
부호의 설명
1A~1D: 2선식 조광 스위치 2: 교류 전원[0053]
3: 조명 부하 4: 조광량 설정 회로(가변 저항기)
5: 스위치 10: 주개폐 회로
11: 주스위치 소자(트라이액) 12: 정류 회로
13: 전원 회로 16: 제어 회로
17: 주파수 검출 회로
18, 18a, 18b: 보조 개폐 회로(보조 스위치 소자, 사이리스터)
20: 준주 개폐 회로(포토 트라이액 커플러)
21: 포토 트라이액 22: 발광 다이오드
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